走进科学
干细胞能治愈一切吗？我们从糖尿病说起
Doug Melton无法相信他的儿子Sam在6个月的时候被诊断出患有Ⅰ型糖尿病。他说：“我记得那天晚上，我和妻子刺破他的脚跟，然后说道‘这不可能，这根本不可能。’这种感觉就像已经到手的百万大奖又溜走了一样。”
之后，他的女儿被诊断出相同的疾病。那时，Melton放弃了手上的工作——在哈佛大学研究青蛙卵，重新开始培养胰细胞。Ⅰ型糖尿病患者体内不含有β胰腺细胞，Melton认为利用胚胎干细胞培育出新的组织后可以代替这种细胞。
Melton的努力包括哈弗大学一间30人的实验室和一家创业公司——Semma Therapeutics，这家公司以他的孩子命名，但是干细胞培养成组织需要消耗大量的时间和金钱，Melton承认在整个过程中含有许多错误。他说：“公众肯定不喜欢有这么多的科学实验失败。”
事实上，在生物技术中没有哪个领域比干细胞治疗承诺的多实现的少了。少数人进行过研究，但没有显著的成果。从体外受精胚胎中采集细胞，可以培育成人体中的任何组织，因此被人们认为具有无限组织供应能力。
听起来很简单，但实际上并不是。Melton和他的团队花了15年的时间才弄清楚每一个分子经过怎样的转变最终才能变成能够分泌胰岛素和葡萄糖的β胰细胞。整个过程需要使用化学物质和三维培养系统，以及高旋转烧瓶，30天内就能培养出功能齐全的β胰细胞。
[-]
今年早些时候，Melton终于证实了移植到小鼠体内的β胰细胞能够在6个月的时间内有效的控制血糖。他认为在人体内也可以实现并且将效果延长至一年，现在这成了Semma的目标，设计一个可植入袋保护细胞。
过去两年中Semma从风投公司、加州干细胞机构那募集了将近5000万美元的资金，合作伙伴包括Novartis和Medtronic。来自哈弗大学商学院的William Sahlman在Semma公司的董事会上说道：“我们准备投入大量资金进行试验。”其中一个原因就是：每年全球的胰岛素市场超过300亿美元，测试条和检查器可能是它的两倍。
由于他们自身的免疫系统会攻击调节血糖的胰细胞，所以Ⅰ型糖尿病患者常常自行检查血糖水平注射胰岛素。他们的寿命可能会减少十几年。Melton说：“你可以认为细胞疗法是最自然的解决方式。并不是通过技术解决的，你可以重新拥有消失的细胞。”
几家公司正在尝试创建一个技术方案，利电子产品建立一个人工胰岛素并且与葡萄糖水平检测相结合，含有一个胰岛素泵、一个传感器利用算法来控制计量。Medtronic公司的一个类似“闭环”系统已经获得FDA批准，这个叫做MiniMed 670G的设备和智能手机差不多大小，在早前的实验中表现良好。一家谷歌姐妹公司——Verily，本身就在研发葡萄糖检测隐形眼镜盒超薄传感器。
位于圣地亚哥的公司ViaCyte与Johnson & Johnson合作试图第一次利用人类胚胎建立一个胰腺细胞设备。将未成熟的细胞装入可移植的包袋中，希望它在体内能够进行分化，去年进行了一次临床试验测试对这种想法进行了测试。
Semma认为不仅要将胚胎干细胞培养成β细胞，还要让其发育成α、β、δ等其他胰腺中的辅助细胞。这是一项复杂的仿生学项目。Semma和合伙人来自Melton实验室的Felicia Pagliuca说：“在进化过程中这些细胞相邻是有原因的。”
[-]
为人让患者获得实验室培养的胰岛细胞，Semma正在开发一种iPhone大小的设备模型，这种可取回的包袋所用的材料能与免疫系统隔绝开来，因此患者不用服用免疫抑制药物。Semma副总裁Christopher Thanos说，他的团队通过不同的氧气比率、营养水平和胰岛素含量模拟体内及设备周围的生理过程。
一些专家认为保护细胞是不可能。来自匹兹堡大学的外科教授一直从事在猪体内培养人类胰岛素研究的David Cooper，他说：“我不认为这些装着干细胞的小袋子能够提供什么答案。这个设备是不可能成功的。无法将所有的有毒物质都屏蔽。很少证据表明一个小胶囊可以将你从免疫反应中隔绝。”
之后每年都要进行的手术也需要纳入考虑范围中，许多糖尿病患者需要在50、60甚至70岁的时候进行手术？重复手术的疤痕将会产生怎样的影响？Melton说手术的不便需要和测试血糖以及注射胰岛素相比较。他说：“我的儿子说如果每个月进行一次手术他们不会考虑，我觉得这有点极端了，但如果一年两次的话，还是可以的。”
如果这个设备无法实现，Semma还有一个备用计划。收到来自CIRM500万美元的捐款，加州干细胞机构通过诱导多功能干细胞在病人自己的组织中制造出了胰岛细胞。这个一个将成人的体细胞，如皮肤细胞进行编辑将其变为干细胞的过程。这种细胞不会被身体识别为外来物，也不需要过多的保护，也能避开Ⅰ型糖尿病对细胞的破坏。Semma认为认为他们可能帮助一部分病因不同的患者。
Semma依旧不确定可植入式胰腺生物设备完成的时间。这意味着Melton的孩子们不得不再等上一段。Melton说：“对不起花了太长的时间，但这设备确实有用。”
本文译自 technologyreview，由 island 编辑发布。